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2023 年度 実績報告書

バイオビニル生産菌の選択的分離と新規化成品創出への展開

研究課題

研究課題/領域番号 22H02241
配分区分補助金
研究機関京都工芸繊維大学

研究代表者

麻生 祐司  京都工芸繊維大学, 繊維学系, 教授 (70380590)

研究期間 (年度) 2022-04-01 – 2026-03-31
キーワードバイオビニル / イタコン酸 / スクリーニング / 発酵生産
研究実績の概要

日本各地で採取した土壌および植物片を分離源とし、バイオビニル生産菌のスクリーニングを行い、バイオビニルのライブラリー化を図った。分離の効率化を図るため、迅速かつ高感度検出が可能な2,5-diaryltetrazoleを用いたphotoclick反応に基づくスクリーニングを実施した。rRNA遺伝子解析の結果、バイオビニル生産菌の候補として新たにAspergillus属およびPestalotiopsis属の真菌類が分離されたことがわかった。構造解析の結果、いずれも既知のバイオビニルとは異なる構造を有することが示唆された。また、バイオビニルの更なる発酵生産性向上を目指して、培地へのタルク添加と接種胞子数増加が生産性に与える効果について検討した。その結果、種々のバイオビニル(イタコン酸、ヒドロキシヘキシルイタコン酸、アベナシオリド)はタルク添加と接種胞子数増加によりいずれも発酵生産性が向上できることがわかった。この操作により、特にヒドロキシヘキシルイタコン酸の発酵生産性は10 g/L以上に達し、化成品として利用可能なレベルまで発酵生産性を高められることが明らかとなった。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

本年度はバイオビニル生産菌の分離と発酵生産性向上を目的とした。昨年度に開発したphotoclick反応に基づくスクリーニングを用いて、分離源から新たにバイオビニル生産菌と考えらえるAspergillus属とPestalotiopsis属の真菌類を得ることに成功した。よって、photoclick反応に基づくスクリーニングが自然界からのバイオビニル生産菌の選択的分離に有効であることが実証された。また、バイオビニルの一つであるヒドロキシヘキシルイタコン酸の発酵生産性をタルク添加と接種胞子数増加により大きく向上できることが明らかとなった。これはバイオビニルの発酵生産向上に関する初めての報告である。以降は、得られたバイオビニルの構造解析と抗菌活性評価・重合反応性評価をメインで行い、バイオビニルを化成品として利用するための道筋を築く。

今後の研究の推進方策

取得したバイオビニル生産菌の培養液からバイオビニルを精製し、構造解析ならびに抗菌活性評価・重合反応性評価に繋げる。バイオビニルの精製を効率的に行うため、タルク添加と接種胞子数増加による発酵生産の後、フラッシュクロマトと分取HPLCを組み合わせた精製により培養液からバイオビニルを得る方法を確立する。得られたバイオビニルを抗菌活性と重合反応性を調べることで、バイオビニルを抗菌剤や高分子原料に結び付ける。引き続き、photoclick反応に基づくスクリーニングにより自然界からバイオビニル生産菌を分離しバイオビニルのライブラリー化を図る。

  • 研究成果

    (3件)

すべて 2024 2023

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (2件)

  • [雑誌論文] Photoclick reaction for rapid and simple fluorescence detection of itaconic acid and its derivatives in fungal cultures2023

    • 著者名/発表者名
      Aso Yuji、Tanaka Koki、Miyazaki Chiharu、Kataoka Chikara、Long Bui Hoang Dang、Tanaka Tomonari
    • 雑誌名

      Analytical and Bioanalytical Chemistry

      巻: 415 ページ: 4661~4673

    • DOI

      10.1007/s00216-023-04773-w

    • 査読あり
  • [学会発表] フォトクリック反応とフルオラスタグ法を用いたイタコン酸類縁体生産菌の迅速分離2024

    • 著者名/発表者名
      數土綾乃、片岡親良、麻生祐司
    • 学会等名
      日本農芸化学会
  • [学会発表] 麻生祐司、片岡親良、數土綾乃2024

    • 著者名/発表者名
      タルク添加によるヒドロキシヘキシルイタコン酸の発酵生産性向上
    • 学会等名
      日本農芸化学会

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公開日: 2024-12-25  

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